Magnetresonanztomographie-Diagnostik bei kraniellen und spinalen Malformationen im Kindesalter

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1 Aus der Klinik für Radiologische Diagnostik und Nuklearmedizin des Marienhospitals Herne Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum em. Prof. Dr. med. H. K. Beyer Magnetresonanztomographie-Diagnostik bei kraniellen und spinalen Malformationen im Kindesalter Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin einer Hohen Medizinischen Fakultät der Ruhr-Universität Bochum vorgelegt von Michael Bömmer aus Castrop-Rauxel 2003

2 Abstract Bömmer Michael Magnetresonanztomographie-Diagnostik bei kraniellen und spinalen Malformationen im Kindesalter Zielsetzung: Diese Studie beinhaltet die retrospektive Betrachtung der kraniellen und spinalen MRT- Untersuchungen im Kindesalter hinsichtlich ihres Befundes mit besonderer Berücksichtigung der Malformationen des Zentralnervensystems. Die Häufigkeit von Malformationen des Zentralnervensystems wurde vergleichbaren Studien gegenübergestellt. Methode: Im Zeitraum Januar 1991 bis April 1996 wurden in der Abteilung Kernspintomographie des Marienhospitals Herne, Universitätsklinik der Ruhr-Universität Bochum, 899 Kernspintomographien im Bereich des ZNS bei 706 Patienten im Kindes- und Jugendalter vorgenommen. 507 der 899 MRT-Untersuchungen (56.4 %) in Allgemeinnarkose durchgeführt. Die Untersuchungen wurden bezüglich Malformationen des Zentralnervensystems ausgewertet. Ergebnis: Am häufigsten zeigte sich mit 277 der 706 Patienten (39.2 %) ein altersentsprechender Befund. Malformationen des Zentralnervensystems konnten bei 210 (29.7 %) Patienten diagnostiziert werden. Als dritthäufigster Befund wurden Veränderungen im Rahmen eines frühkindlichen Hirnschaden bei 139 (19.7 %) Patienten diagnostiziert. Die drei häufigsten Malformationen des Zentralnervensystems stellten spinale Dysrhaphien (41 Patienten), Mißbildungen des Dandy Walker Komplex (40 Patienten) und Anomalien des Corpus Callosum (39 Patienten) dar. Diskussion: Aufgrund der studienabhängigen Vorselektion der Patienten und durch die verbesserte Bildgebung wurden Malformationen des ZNS in höherem Maße diagnostiziert als in vergleichbaren Studien angegeben. Daher kann die MRT als Methode der Wahl im Hinblick auf Mißbildungen des Zentralnervensystems im Kindesalter nur empfohlen werden. Die Vorteile der MRT liegen vor allem in der multiplanaren Schichtführung mit hoher Ortsauflösung in Verbindung mit einem Verzicht auf ionisierende Strahlung. Zusätzlich ermöglicht die Intubationsnarkose bewegungsartefaktfreie Bilder und eine wenig traumatisierende Untersuchung.

3 Dekan: Referent: Koreferent: Prof. Dr. med. G. Muhr Prof. Dr. med. H. K. Beyer Prof. Dr. med. C. Rieger Tag der mündlichen Prüfung:

4 Meinen lieben Eltern

5 1 Inhaltsverzeichnis 1 INHALTSVERZEICHNIS EINLEITUNG Allgemein Zielsetzung Magnetresonanztomographie Physikalische Grundlagen Sequenzen Spin-Echo Sequenzen (SE Sequenzen) Fast-Spin-Echo Sequenzen (FSE Sequenzen) Inversion-Recovery Sequenzen (IR Sequenzen) Gradienten-Echo Sequenzen (GE Sequenzen) Eigenschaften der MRT Definition der Mißbildungen und Fehlbildungen des ZNS Ätiologie der Mißbildungen Embryologie und Pathogenese der Mißbildungen MATERIAL UND METHODEN Magnetresonanztomograph Narkose Patientengut Methoden

6 3.4.1 Einteilung der erhobenen Befunde Einteilung der kraniellen und spinalen Malformationen Definitionen der kraniellen Malformation Anomalien des Corpus Callosum (Balkenmangel) Intrakranielle Lipome Zephalozelen Anomalien der neuronalen Migration und Organisation Schizenzephalie Lissenzephalie (Agyrie) und Pachygyrie Polymikrogyrie (Corticale Dysplasie) Heterotopie Unilaterale Megalenzephalie Holoprosenzephalie Septooptische Dysplasie Arnold-Chiari-Malformation Arnold Chiari Malformation Typ I Arnold Chiari Malformation Typ II Arnold Chiari Malformation Typ III Dandy Walker Komplex Dandy Walker Malformation Dandy Walker Variante Megacisterna magna Anomalien mit Hypogenese cerebellärer Strukturen Craniofaziale Anomalien Chromosomale Anomalien Definition der spinalen Malformationen Anomalien der Neurulation und Kanalisation Spina bifida occulta Spina bifida cystica Anomalien der kaudalen Zellmasse Kaudales Regressionssyndrom Tight filum terminale Sacrococcygeales Teratom

7 Anomalien in der Entwicklung der Chorda Kongenitale Tumoren des Rückenmarks Diastematomyelie Syringomyelie Kongenitale spinale vaskuläre Malformationen ERGEBNISSE Befunde allgemein Altersentsprechender Befund Mißbildungen des Zentralnervensystems Frühkindlicher Hirnschaden und Schäden der Perinatalperiode Tumoren Vaskuläre Störungen Infektionen Phakomatosen Traumatische Schäden Stoffwechselanomalien Kranielle Malformationen Anomalien des Corpus Callosum Totale Agenesie des Corpus callosum Partielle Agenesie des Corpus callosum Intrakranielle Lipome Zephalozelen Anomalien der neuronalen Migration und Organisation Polymikrogyrie Schizenzephalie Lissenzephalie Typ I Corticale Heterotopie Unilaterale Megalenzephalie Holoprosenzephalie Septooptische Dysplasie Arnold Chiari Malformationen

8 Chiari Typ I Malformation Chiari Typ II Malformation Dandy Walker Komplex Dandy Walker Variante Megacisterna magna Dandy Walker Malformation Anomalien mit Hypogenese cerebellärer Strukturen Craniofaziale Anomalien Chromosomale Anomalien Spinale Malformationen und begleitende Veränderungen Anomalien der Neurulation (Spinale Dysrhaphie) Spina bifida cystica Spina bifida occulta Anomalien der kaudalen Zellmasse Kaudales Regressionssyndrom Tight filum terminale Sacrococcygeales Teratom Anomalien in der Entwicklung der Chorda Congenitale Tumoren des Rückenmarks Diastematomyelie Syringomyelie Zusammenfassung der kraniellen Malformationen Zusammenfassung der spinalen Malformationen Zusammenfassung der kraniellen und spinalen Malformationen DISKUSSION ZUSAMMENFASSUNG LITERATURVERZEICHNIS

9 8 DANKSAGUNG LEBENSLAUF

10 2 Einleitung 2.1 Allgemein Moderne bildgebende Verfahren, wie die Röntgen-Computertomographie (CT) oder die Magnetresonanztomographie (MRT) haben im letzten Jahrzehnt die diagnostischen Möglichkeiten bei Pathologien des Zentralnervensystems bedeutend erweitert. Nichtinvasive Schnittbildverfahren bilden heute die Grundlage der bildgebenden Diagnostik in Bereichen des Gehirns und des Rückenmarks. Die Anwendung der Computertomographie führte zunächst zu einer völligen Neuorientierung in der Diagnostik zerebraler und spinaler Erkrankungen aufgrund der Möglichkeit der direkten Abbildung von normalem und pathologisch verändertem Gewebe auf der Basis unterschiedlicher Absorptionseigenschaften. Die Einführung der MRT in die neuroradiologische Diagnostik hat die führende Rolle der Computertomographie in Frage gestellt und mittlerweile zu einer Neuorientierung der Indikationen für beide Methoden geführt (89). Im Erwachsenenalter entwickelte sich die MRT im Spektrum der in diesem Alter typischen Indikationen, insbesondere im Bereich des Zentralnervensystems, zu einem bevorzugten Diagnoseinstrument (88). Im Kindesalter hat sich diese Entwicklung aufgrund der bisher relativ langen Untersuchungsdauer noch nicht durchgesetzt. Neue CT-Technologien, wie z.b. das Spiral-CT oder die Mehrschicht- Spiral-CT machen zwar durch die verkürzten Untersuchungszeiten oftmals eine Sedierung oder Narkose des Kindes unnötig, jedoch stellt die MRT aufgrund des Fehlens ionisierender Strahlung, besonders in dieser Patientengruppe, einen nicht zu unterschätzenden Vorteil dar (26). Eine Magnetresonanztomographie im frühen Kindesalter empfiehlt sich besonders bei einer Diskrepanz zwischen klinischem Befund, Krankheitsverlauf und Ultraschallbefund (99) sowie zum Nachweis komplexer Störungen der neuronalen Migration und Organisation (59). Im Falle eines pathologischen Befundes kann mitunter über eine frühe Diagnose die Langzeitprognose deutlich verbessert werden (36, 40, 119, 120). Notwendige Verlaufskontrollen, die bei einer Vielzahl von 6

11 Erkrankungen zu empfehlen sind, stellen ebenfalls bei hoher Reproduzierbarkeit und Fehlen ionisierender Strahlung eine Domäne der MRT dar (76). Umfangreiche Studien über die MRT-Untersuchung bei Kindern und Jugendlichen mit zerebralen und spinalen Malformationen sind selten (84). Über größere Zahlen von untersuchten Kindern berichten BARKOVICH (5), LANGER (83) und MCARDLE (89). Mit der Untersuchung von Neugeborenen hat sich besonders MCARDLE auseinandergesetzt (89). 7

12 2.2 Zielsetzung Die vorliegende Studie beinhaltet die retrospektive Aufschlüsselung der kraniellen und spinalen MRT-Untersuchungen im Kindesalter hinsichtlich ihres Befundes für den Zeitraum Januar 1991 bis April 1996, unter besonderer Berücksichtigung der Malformationen des Zentralnervensystems. Die Häufigkeitsverteilung der bedeutendsten Malformationen wurde vergleichbaren Studien gegenübergestellt und diskutiert. Zur Bedeutung der Intubationsnarkose für das Untersuchungsergebnis wurde ferner Stellung genommen. 8

13 2.3 Magnetresonanztomographie Die Magnetresonanztomographie leitet sich von einem Laborverfahren ab, das den Effekt der Kernspinresonanz dazu nutzt, die Bindungs- und Strukturverhältnisse von Molekülen zu ermitteln. Das Prinzip der Magnetresonanz ist seit 1946 bekannt und geht auf die unabhängige Entdeckung von BLOCH (Stanford Universität, USA) und PURCELL (Harvard Universität, USA) zurück, die dafür 1952 gemeinsam den Nobelpreis für Physik erhielten. Die Kernspinresonanz hielt Einzug in den medizinischen Bereich als LAUTERBUR Anfang der 70er Jahre von Wasserstoffkernen abgestrahlte Resonanzsignale in zwei- bzw. dreidimensionale Bilder umsetzte (122) Physikalische Grundlagen Alle Atomkerne mit einer ungeraden Anzahl von Protonen und Neutronen besitzen die Eigenschaften des Kernspins. Unter Kernspin versteht man einen Eigendrehimpuls von Atomkernen um die eigene Achse. Die im menschlichen Körper am häufigsten vorkommenden Elemente mit dieser Eigenschaft sind Wasserstoff, Stickstoff, Phosphor und Natrium. Wasserstoff ist das mit Abstand häufigste Element mit einem Kernspin in biologischen Systemen. Die Kernspintomographie wird fast auschließlich auf der Basis einer Wasserstoff- Bildgebung betrieben. Der Kernspin ist ein Maß für die Eigenrotation des Atomkerns, der als ganzer eine positive Ladung trägt. Die Rotation der elektrischen Ladung ist mit einem schwachen Magnetfeld verbunden. Der Atomkern ist somit vergleichbar mit einem Stabmagneten, der ein magnetisches Moment besitzt. Die Drehachsen der Atomkerne sind bei Zimmertemperatur willkürlich verteilt, so daß sich die Magnetisierung eines Körpers ausgleicht. In einem Magnetfeld richten sich die Atomkerne entlang der Feldlinien aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften aus. Möglich ist eine parallele und eine antiparallele Ausrichtung. Zwischenlagen treten nicht auf. Die parallele Ausrichtung 9

14 ist die energetisch günstigere Lage und wird von den Kernspins bevorzugt eingenommen. Da sich die Wirkung der Kernspins in gleicher Richtung addiert und sich die Wirkung der Kernspins in entgegengesetzter Richtung neutralisiert, trägt nur die Differenz zwischen parallel und antiparallel ausgerichteten Kernspins zur Bildung von Resonanzsignalen bei. Die Ausrichtung der Kerne im Magnetfeld erfolgt nicht vollständig zu den Feldlinien des Magneten, da sich durch die Eigenrotation immer ein Winkel ergibt. Um diesen Winkel rotieren die Atomkerne. Diese Kreiselbewegung bezeichnet man als Präzession. Die Geschwindigkeit der Präzession (Präzessionsfrequenz, Larmorfrequenz) ist abhängig von der Stärke des angelegten Magnetfeldes (85). Die Ausrichtung der Kernspins kann durch Einstrahlen elektromagnetischer Wellen, die der Larmorfrequenz entsprechen, beeinflußt werden. Diese beträgt für das Isotop 1 H bei einer Feldstärke von 1,5 Tesla 63,87 MHz. Durch Einstrahlen eines derartigen geeigneten Hochfrequenzimpulses mit der Frequenz der Larmorfrequenz verändert sich die Ausrichtung der Kernspins. Dieser Vorgang wir als Kernspin-Resonanz bezeichnet (85). Ein 90 -Impuls führt zu einem Umklappen der Kernspins im rechten Winkel. Ein 180 -Impuls führt zu einer Umkehrung der Besetzungsverhältnisse zwischen parallelen und antiparallellen Kernspins (Spin-Inversion). Durch den Hochfrequenzimpuls wird desweiteren die Phasengleichheit der Kernspins erreicht. Nach Abschalten des Hochfrequenzimpulses bewegen sich die Kernspins in ihre Ausgangslage zurück. Dieser als Relaxation bezeichnete Vorgang erzeugt ein elektromagnetisches Induktionsfeld, welches mit einer Empfangsspule registriert werden kann. Die Relaxationsvorgänge sind durch ihre Bindungen im Molekül charakterisiert. Die Geschwindigkeit der Rückbewegung in die Ausgangslage ist durch Zeitkonstanten bestimmt. Dabei werden zwei Relaxationszeiten unterschieden. Die T1-Relaxationszeit beschreibt die Rückkehr der Kernspins nach Abschalten des Hochfrequenzimpulses in die Gleichgewichtsverteilung, die vor dem Schalten des Impulses vorlag. Sie wird auch longitudinale Relaxationszeit oder Spin-Gitter- Relaxationszeit genannt. Die T2-Relaxationszeit ist die Zeitkonstante des Abfalls der Quermagnetisierung, die durch Dephasierungsvorgänge nach Abschalten des Hochfrequenzimpulses erfolgt. 10

15 Die Phasengleichheit der Kernspins geht mit der Zeitkonstante T2 verloren. Da die Kernspins als kleine Magnete betrachtet werden können, treten neben ihrer Wechselwirkung mit dem externen Magnetfeld auch Wechselwirkungen räumlich eng benachbarter Kernspins auf. Diese Wechselwirkungen führen zu lokalen Veränderungen im magnetischen Feld. Je größer die Inhomogenitäten sind, desto schneller erfolgt die Dephasierung der Kernspins und desto kürzer wird die T2- Relaxationszeit. In Flüssigkeiten bewegen sich die Kernspins innerhalb eines lockeren Molekülverbandes, in dem sich, im Gegensatz zu starren Atomgittern, Feldschwankungen ausgleichen. Daher haben Flüssigkeiten lange T2- Relaxationszeiten. Der kombinierte Vorgang der T1- und T2-Relaxation nach einem Hochfrequenzimpuls wird freier Induktionszerfall genannt. Mit der Definition der Meßparameter können T1- oder T2-gewichtete Bilder erstellt werden. Je nach Gewichtung bilden sich Substanzen oder Organe mit einer bestimmten T1- oder T2-Relaxationszeit im MRT hell oder dunkel ab. In der T1 gewichteten Bildgebung stellt sich Fett hell und Wasser deutlich dunkel dar. Es gilt, daß sich Substanzen mit einer kurzen T1-Relaxationszeit heller darstellen, als solche mit einer längeren T1-Relaxationszeit. Mit zunehmender T2- Gewichtung wird Wasser signalintensiver und somit heller dargestellt. Die Helligkeit des Fettsignals läßt nach. Demnach gilt, daß sich Substanzen mit einer langen T2- Relaxationszeit in T2 gewichteten Bildern heller darstellen als solche mit einer kürzeren T2-Relaxationszeit. Die Ortslokalisation erfolgt mit Hilfe von Gradientenspulen, die in den drei Raumebenen betrieben werden und für einen ortsabhängigen Unterschied im Magnetfeld sorgen. Die Gradienten sind für die einzelnen Meßsequenzen getrennt schaltbar. Dadurch erhält das Signal eine räumliche Information, aus der mit mathematischen Methoden die räumliche Verteilung der Signalamplitude rekonstruiert werden kann (85). 11

16 2.3.2 Sequenzen Durch eine Abfolge von Hochfrequenzimpulsen lassen sich die Relaxationszeiten T1 und T2 bestimmen. In der Klinik werden als Pulssequenzen bevorzugt Spin-Echo Sequenzen, Fast-Spin-Echo Sequenzen, Gradienten-Echo Sequenzen und Inversion- Recovery Sequenzen verwendet (60, 70, 85) Spin-Echo Sequenzen (SE Sequenzen) Bei Spin-Echo Sequenzen wird nach einem initialem 90 -Anregungspuls nach der Hälfte der Echozeit durch einen 180 -Rephasierungspuls ein Echosignal erzeugt. Die Repetitionszeit der Sequenz (TR) und die Echozeit (TE) sind bestimmend für den Kontrast auf den Schnittbildern. Durch eine geeignete Wahl dieser Zeiten kann eine T1- oder T2-Gewichtung des Signals erzeugt werden. Kurze TR- und TE-Zeiten führen zu einer stärkeren T1-Gewichtung. Umgekehrt resultieren längere TR- und TE-Zeiten in einer stärkeren T2-Gewichtung (85). Eine lange TR-Zeit und eine kurze TE-Zeit bildet die Grundlage zur Erstellung von protonengewichteten Bildern Fast-Spin-Echo Sequenzen (FSE Sequenzen) Die Fast-Spin-Echo Sequenz ist eine Modifikation der SE Sequenz. Der Vorteil dieser Technik liegt v.a. in der Reduktion der Untersuchungszeit. Nach einem 90 - Impuls werden multiple 180 -Impulse geschaltet. Jedes Spinecho wird anders phasenkodiert, wodurch die T2-gewichtete Bildgebung deutlich beschleunigt wird (85). 12

17 Inversion-Recovery Sequenzen (IR Sequenzen) Bei einer Inversion-Recovery Sequenz wird einer Spin-Echo Sequenz ein Inversionsimpuls voraus geschaltet. Die Zeit zwischen dem Inversionsimpuls und dem ersten 90 -Impuls der darauf folgenden Spin-Echo Sequenz ist die Inversionszeit TI. Mit dieser Zeit TI kann die T1-Gewichtung variiert werden. Das Signal bestimmter Gewebe, z.b. Fett, kann durch geeignete Wahl der TI-Zeit unterdrückt werden (115). Eine Sonderform einer IR Sequenz ist die Fluid Attenuated Inversion Recovery Sequenz (FLAIR). Hierbei resultiert eine TI-Zeit von c.a ms bei einer TR-Zeit von 6 bis 9 Sekunden in einer Unterdrückung des Liquorsignals (85) Gradienten-Echo Sequenzen (GE Sequenzen) Im Unterschied zu den Spin-Echo Sequenzen wird das Echo bei den Gradienten- Echo Sequenzen nicht durch einen 180 -Impuls hervorgerufen, sondern durch Schaltung eines Gradienten. Durch das Fehlen eines Rephasierungspulses wird das entstehende Signal stark durch lokale Feldinhomogenitäten geprägt (85). Derartige Feldstörungen treten an Grenzflächen von Geweben mit unterschiedlicher Magnetisierbarkeit auf. Diese Effekte, auch Suszeptibilitätseffekte genannt, nehmen mit längerer Echozeit zu (88). 13

18 2.4 Eigenschaften der MRT Die MRT gilt als ein Untersuchungsverfahren mit einem besonders hohen Weichteilkontrast in Verbindung mit einer hohen Ortsauflösung (12, 19, 21, 103). Besonders die guten Eigenschaften der Gewebedifferenzierung sind Voraussetzung, um die Morphologie der pathologischen Veränderungen zu beschreiben. Dabei wird die anatomische Zuordnung von Strukturen durch die möglichen Schnittführungen in allen drei Raumebenen erleichtert. Im Vergleich zur Computertomographie entstehen bei der MRT keine Artefakte in der unmittelbaren Nähe von Knochen. Dieser Umstand verbessert besonders die Bildgebung im Bereich der hinteren Schädelgrube und Schädelbasis. Der Verzicht auf ionisierende Strahlung erlaubt in der MRT wiederholte Untersuchungen, was besonders im Kindesalter von Vorteil ist (89). Durch die Verwendung schneller Sequenzen konnte weiterhin die Untersuchungszeit im MRT reduziert werden. Damit verkürzt sich auch die Zeitdauer einer eventuell notwendigen Narkose. Durch weitere Verbesserungen in der Soft- und Hardware und der daraus resultierenden zunehmenden Verkürzung der Untersuchungszeiten ist in Zukunft noch häufiger ein Verzicht auf eine Sedierung oder Narkose zur Durchführung der Untersuchung denkbar. Die Hauptrisikofaktoren für Patienten stellen bewegliche ferromagnetische Objekte dar, die im magnetischen Feld beschleunigt werden können und dann eine Verletzung bedingen. Dies führte dazu, daß Patienten mit ferromagnetischen Implantaten und Gefäßclips im ZNS-Bereich von der Untersuchung ausgeschlossen werden mußten (26). Die bisher experimentell beobachteten Effekte und die theoretisch ableitbaren Wechselwirkungen der verwendeten Feldstärken lassen die MRT als eine nichtinvasive Untersuchungsmethode mit geringem Risiko erscheinen (26). Die vorbeschriebenen Eigenschaften des MRT prädestinieren dieses Untersuchungsverfahren speziell zur Diagnose und Kontrolle von kraniellen und spinalen Malformationen im Kindesalter. 14

19 2.5 Definition der Mißbildungen und Fehlbildungen des ZNS Mißbildungen sind Folgen einer gestörten Entwicklung des Keimes im Stadium der Primitiventwicklung und der Organogenese. Zwischen den Begriffen Mißbildung und Fehlbildung, obwohl in der Literatur häufig synonym verwandt, sollte differenziert werden. Nach BÜCHNER (33) sind Mißbildungen Veränderungen im Aufbau und im Stoffwechsel des gesamten Organismus oder einzelner Organe, welche irreversibel in der Bildungsepoche des Organismus, also während der Entwicklungsperiode entstehen. Fehlbildungen hingegen sind nach der Entwicklung auftretende Reifungshemmungen und Reifungsstörungen. Im Gegensatz dazu haben die Begriffe Fehlbildung und Mißbildung in der anglo-amerikanischen Literatur keine unmittelbare Entsprechung. Hier wird der Ausdruck Malformation für beide Begriffe verwendet. Da die Entwicklung des ZNS mit der Geburt nicht abgeschlossen wird, ist der Begriff der kongenitalen Mißbildung ebenso problematisch (39). So ist der Myelinisierungsvorgang erst teilweise mit dem 5. Lebensjahr abgeschlossen (75). Andere Autoren datieren das Ende des Myelinisierungsvorganges sogar bis in das zweite Lebensjahrzehnt hinein (89). Dennoch kann über das Auftreten bestimmter Befundkonstellationen relativ genau auf den Schädigungszeitpunkt geschlossen werden, da die zu einer Mißbildung führende fehlerhafte Entwicklung zeitlich eng mit den ablaufenden Entwicklungsstadien korrelliert (29). 15

20 2.6 Ätiologie der Mißbildungen Für die Mehrzahl der Mißbildungssyndrome ist die Ätiologie unbekannt (75). In der Mehrzahl der Fälle ist von einer multifaktoriellen Verursachung auszugehen. Als gesicherte teratogene Faktoren für das ZNS gelten intrauterine Infektionen, physikalische Einwirkungen, wie ionisierende Strahlen, chemische Noxen, wie Zytostatika, Antiepileptika und Stoffwechseldefekte der Mutter (39). C.a % der Fälle sind auf derartige Noxen zurückzuführen. Etwa 25 % beruhen auf Chromosomenanomalien und Genmutationen. In % bleibt die Ätiologie unklar (39). 2.7 Embryologie und Pathogenese der Mißbildungen Das Auftreten von Mißbildungen und deren Erscheinungsbild steht zeitlich eng mit den ablaufenden Entwicklungsstadien in Wechselbeziehung. So erlaubt die Kenntnis der normalen Entwicklung und die exakte Beschreibung der Morphologie der Mißbildung, den ungefähren Zeitpunkt der Schädigung des ZNS bzw. seiner Vorstufen zu bestimmen. Die Folgen einer Schädigung sind dabei weniger von der Art der Noxe als vielmehr von dem Zeitpunkt ihres Eingreifens in den Entwicklungsvorgang abhängig (107). Wird eine gerade ablaufende Entwicklungsphase gestört, bleibt dieser Entwicklungsschritt unvollendet, und die Entwicklung geht unter Fixierung des Defektes voran (5). Das ZNS ist der am frühesten angelegte Teil des Menschen. Es wird beim menschlichen Embryo zu Beginn der dritten Entwicklungswoche angelegt. Die vor diesem Zeitpunkt während der Gametogenese bzw. Blastogenese erfolgenden Störungen sind in der Regel mit einem weiteren Überleben nicht zu vereinbaren (39). Die erste Anlage des Nervensystems entsteht wahrscheinlich unter der Induktion des Kopffortsatzes und des paraaxialem Mesoderm, zwischen dem 17. und 21. Tag, als flächenhafte Verdickung des Ektoderms, die als Neuralplatte bezeichnet wird (94). Störungen in dieser Phase können zur Amyelie führen (84). 16

21 Infolge starken Wachstums werden die Ränder der Neuralplatte zu Neuralfalten angehoben zwischen denen eine mediane Rinne, die Neuralrinne, entsteht. Zwischen dem 19. und 26. Tag wachsen die dorsalen Ränder der Neuralfalten aufeinander zu und verschmelzen. Dieser als Neurulation bezeichnete Vorgang geht mit der Bildung der Somiten, der segmentalen Gliederung des Neuralrohres einher, das zunächst an seinem kranialen und kaudalen Ende offen bleibt. Aus dem unteren schmalen Abschnitt des Neuralrohres bildet sich die Anlage des Rückenmarkes. Die Anlage des Gehirns entsteht aus dem kranialen, breiten Anteil des Neuralrohres (84). Unterbleibt der Vorgang der Neurulation und der zerebrale Abschnitt des Neuralrohres verschließt sich nicht, so können Akranie oder Anenzephalie resultieren. In der Regel sterben die Kinder mit diesen Malformationen wenige Tage nach der Geburt (84). Die vordere Öffnung des Neuralrohres, der Neuroporus anterior, schließt sich etwa am 26. Tag. Kommt es nicht zum Schluß des Neuralrohres, besteht die Möglichkeit der Bildung einer okzipitalen Enzephalozele. Bleibt die Medullarrinne in ihrer Gesamtheit offen, so bezeichnet man dies als Kraniorachischisis (72). Die hintere Öffnung des Neuralrohres, der Neuroporus posterior, schließt sich zwischen dem 27. und 28. Tag. Im Anschluß an die Bildung des Neuralrohres trennt sich das darüberliegende kutane Ectoderm vom neuralen Gewebe. Das kutane Ectoderm wächst in der Folgezeit aufeinander zu, um sich in der Mittellinie zu vereinigen, so daß das Neuralrohr vollständig bedeckt wird. Bei einer lokalen Störung in der Trennung des kutanen vom neuralen Ectoderm kann es zur Ausbildung eines Dermalsinus in Verbindung mit einer Spina bifida kommen (5). Etwa am 25. Tag trennt sich die Chorda dorsalis vom Neuralrohr und bildet zwei Strukturen. Ventral entsteht die subchordale Zone, dorsal die epichordale Zone. Von lateral des Neuralrohres kommt es in diesen Bereichen zum Einwachsen von mesenchymalem Gewebe, welches sich zu Somiten organisiert. Jeder Somit besteht dabei aus einem medialen Sklerotom und einem lateralen Myotom. Das mediale Sklerotom wird zur Anlage der Wirbelkörper, das laterale Myotom wird zur Anlage der paraspinalen Muskulatur (5). Aus den medialen Sklerotombereichen der Somiten entstehen die Wirbelkörper. Mesenchymale Zellen aus diesen Bereichen wandern auf die Medianebene zu und 17

22 umgeben die Chorda dorsalis. Die Wirbel bilden sich aus einer Verdichtung von mesenchymalen Zellen aus der kaudalen Hälfte eines Sklerotoms, die mit mesenchymalen Zellen aus der kranialen Hälfte des folgenden Sklerotoms verschmelzen. In der weiteren Entwicklung entstehen die Wirbelfortsätze. Die Fortsätze, die den Wirbelbogen bilden, wachsen nach dorsomedial, verschmelzen in der Medianebene miteinander und umschließen so das sich entwickelnde Rückenmark. Durch eine Störung in der Trennung des neuralen und kutanen Ectoderm kann es zu einer fehlerhaften Verschmelzung des Wirbelbogens kommen. Es entsteht ein Knochendefekt, der als Spina bifida occulta bezeichnet wird. Bei einer Fehlentwicklung mehrerer Wirbel treten Hirnhäute bzw. Hirnhäute und Rückenmark durch die kombinierten Knochendefekte hervor und führen zum Bild einer Spina bifida cystica mit Meningozele bzw. Meningomyelozele (5, 94). Während der Entwicklung des Neuralrohres formt sich kaudal aus pluripotenten ektodermalen Zellen und aus Zellen der Chorda die kaudale Zellmasse. Ventral dieser Zellmasse liegt die Kloake, aus der sich die anorektalen Strukturen, sowie der untere Urogenitaltrakt bildet. Nach etwa 30 Tagen kommt es in der kaudalen Zellmasse zur Ausbildung von multiplen Zysten, die sich miteinander zu einer tubulären Struktur verbinden, die sich ihrerseits mit dem Neuralrohr vereint. Etwa 8 Tage später wird das Lumen der kaudalen Zellmasse und kaudalen Neuralrohres durch lokale Zellnekrosen verkleinert. Dieser Vorgang wird als retrogressive Differenzierung bezeichnet. Aus diesem Prozeß gehen der distale Conus medullaris, das Filum terminale und der Ventriculus terminalus hervor. Sörungen in dieser Phase können zu Anomalien in der Entwicklung der kaudalen Zellmasse führen (5). Diastematomyelien resultieren wahrscheinlich durch ein fistelartiges Durchwandern von Mesenchymzellen durch das Neuralrohr (51). Das kraniale Ende des Neuralrohres weist schon frühzeitig drei deutliche Erweiterungen, die primären Hirnbläschen, auf. Das rostrale Bläschen ist das Prosenzephalon. Die hinteren Bläschen sind das Mesenzephalon und das Rhombenzephalon. Gleichzeitig mit der Anlage der Bläschen biegt sich das Neuralrohr nach ventral um, so daß zwei Krümmungen, die Scheitelbeuge im Bereich des Mesenzephalon und die Nackenbeuge an der Grenze zwischen Rombenzephalon und Rückenmark entstehen (84). Mit der Trennung des 18

23 Prosenzephalon in zwei telenzephale Bläschen und das Dienzephalon beginnt das Fünfbläschenstadium. Wird die Teilung vorzeitig abgebrochen, so kann es zum Komplex der Holoprosenzephalien in ihrer unterschiedlichen Ausprägung kommen (24, 64). Aus dem Rhombenzephalon entwickeln sich im weiteren Verlauf das Metenzephalon, aus dem der Pons cerebri und das Cerebellum hervorgehen, und das Myelenzephalon, aus dem sich die Medulla oblongata bildet. Während der 5. Woche bilden sich im kaudalen Abschnitt des Metenzephalons die Rautenlippen, die die Vorstufen der Kleinhirnhemisphären darstellen. Störungen in dieser Periode können Kleinhirnaplasien bzw. Kleinhirnhypoplasien zur Folge haben (73). Etwa zur gleichen Zeit, zu Beginn der fünften Woche, formen sich die Großhirnhemisphären als bilaterale Aussackungen der lateralen Wand des Prosenzepahlons (84). An der Innenseite der paarigen Hirnbläschen, entlang der Ventrikeloberfläche, bildet sich eine zellreiche Keimschicht, die innere germinale Matrix und die äußere azelluläre Zone (116). Neuroblasten formen die innere Zellschicht, die äußere Zellschicht wird aus langen dünnen faserartigen Zytoplasmaausstülpungen von gliaähnlichen Zellen gebildet (5). Zwischen dem 3. und 6. Monat verlassen die Neuroblasten ihren Ursprungsort in der germinalen Matrix und wandern, entlang der radiär verlaufenden Fasern, von der inneren Schicht zur Hirnoberfläche (13, 92). Während dieser Migration stehen die Neuroblasten zunächst in engem Kontakt zu den Fasern, verlassen diese jedoch unmittelbar vor Erreichen der Hirnoberfläche, wo es zur Ausbildung von Dendriten und Synapsen zu Nachbarzellen kommt. Die Migration erfolgt in 6 Schüben und kommt etwa um die 24. Woche zum Abschluß (116). Die unter dem Begriff der Migrationsstörung zusammengefaßten Krankheitsbilder entstehen auf der Grundlage einer Fehlentwicklung dieser Migration oder einem Ausbleiben der Migration. Im Zusammenhang mit der Differenzierung der Großhirnrinde entstehen auch Fasergruppen, die korrespondierende Rindenfelder beider Hemisphären miteinander verbinden und als Kommissurenbahnen bezeichnet werden. Der Balken, das Septum pellucidum, die Commissura anterior und die Commissura hippocampalis entstehen aus einer gemeinsamen Anlage, der Kommissurenplatte 19

24 (73). Die wichtigste Kommissur ist das Corpus callosum, dessen Entwicklung zwischen der 8. und 20. Woche stattfindet (102). Wenn sich das Neuralrohr in der 4. Woche geschlossen hat, dehnt sich die Lamina terminalis, am rostralen Ende des Neuralrohres, wie eine dünne Membran vom Chiasma opticum zum Velum transversum aus (79). In der 7. Woche verdickt sich der dorsale Anteil der Lamina terminalis zur Lamina reuniens. Während der 8. Woche faltet sich die entstandene Lamina zum Sulcus telenzephalii medii (79). Von beiden Seiten des Sulcus wandern Zellen ein, die zur Kommissurenplatte werden und den Sulcus ausfüllen (5). Die Kommissurenplatte stellt dabei die Leitstruktur für Axone und Fasern dar, die in der 11. bis 12. Woche von der ventrolateralen Wand der jeweiligen Großhirnhemisphäre einwachsen, um das Corpus Callosum zu bilden (5, 20). Die einzelnen Anteile des Corpus callosum bilden sich zu unterschiedlichen Zeitpunkten (5). In der 12. bis 13. Woche formt sich der erste Teil des Corpus Callosum im Bereich der Kommissurenplatte, die zum Genu corporis callosi wird. In den anschließenden 5 bis 7 Wochen wächst dieser Teil in kaudaler Richtung. Das Corpus callosum formt sich in der Folgezeit von anterior nach posterior. Nach dem Genu folgt in der Entwicklung der anteriore Truncus, dann der posteriore Truncus und das Splenium. Eine Ausnahme stellt das Rostrum und der anteriore Teil des Genu dar. Das anteriore Genu formt sich etwa zur gleichen Zeit wie der posteriore Teil des Truncus. Das Rostrum entwickelt sich zwischen der 18. und 20. Woche als letzter Teil des Corpus callosum im Anschluß an die Entwicklung des Spleniums (5, 106). 20

25 Wird diese Entwicklung gestört, so kann eine totale oder partielle Agenesie des Corpus callosum resultieren. (5, 123). Mit Vergrößerung des Corpus callosum nach vorn, wird ein Teil der Lamina terminalis dünn ausgezogen, so daß das Septum pellucidum entsteht (86). Nach Abschluß der Migrationsvorgänge folgt die Organistaion der kortikalen Nervenzellen. Kommt es in dieser Zeit zu Störungen, so können Polymikrogyrien resultieren (22, 69). 21

26 3 Material und Methoden 3.1 Magnetresonanztomograph Die Untersuchungen wurden mit einem 1,5 Tesla Magnetresonanztomographen (Signa, General Electric) durchgeführt. Die Untersuchungen des Schädels erfolgten mit der Kopf-Spule als Sende- und Empfangsspule. Der Schädel und die Wirbelsäule bzw. der Spinalkanal kleinerer Kinder wurden, soweit es ihre Größe zuließ, mit der Kopf-Spule untersucht. Zur Untersuchung der Wirbelsäule bzw. des Spinalkanals größerer Kinder wurde bis 1995 eine Quadraturspule verwendet, die in der Folgezeit durch ein phased-array- Multispulensystem ersetzt wurde. 3.2 Narkose Obwohl die Durchführung einer Allgemeinnarkose den Untersuchungsaufwand erhöht, stellt sie die sicherste und effektivste Methode dar, Bewegungsartefakte zu reduzieren und eine sichere Diagnose zu ermöglichen. Daher erfolgte die Untersuchung von Kindern im Alter von unter 6 Jahren in Intubationsnarkose, die in Zusammenarbeit mit der im Hause befindlichen Klinik für Anästhesie, Direktor Prof. Dr. med. C. Puchstein, durchgeführt wurde. Soweit dies erforderlich war, wurden auch ältere Kinder einer Allgemeinnarkose unterzogen. Die Narkose, Beatmung und Überwachung der Patienten wurde mit kernspintauglichen Geräten der Firma Dräger Medizintechnik durchgeführt (Dräger Titus A, Dräger Ventilog 2, Dräger Barolog 2 ). 22

27 3.3 Patientengut Als Grundlage dieser retrospektiven Studie diente das Patientengut der Abteilung Kernspintomographie des Marienhospitals Herne, Universitätsklinik der Ruhr- Universität Bochum. Aufgenommen in die Studie wurden Patienten, deren Alter unter 18 Jahren lag und die bei klinischem Verdacht auf eine Pathologie im Bereich des Zentralnervensystems eine MRT-Untersuchung des Schädels und/oder der Wirbelsäule erhielten. Von Januar 1991 bis April 1996 wurden 899 zerebrale / spinale Kernspintomogramme bei Kindern und Jugendlichen durchgeführt. Die größte Anzahl der Überweisungen erfolgte mit 389 durchgeführten MRT- Untersuchungen durch peripher gelegene Kliniken der Allgemeinversorgung. Universitätskliniken stellten mit 269 Untersuchungen den zweitgößten Anteil dar. Niedergelassene Pädiater bzw. Neurologen ließen 241 MRT-Untersuchungen durchführen. Eine Darstellung der durchgeführten Untersuchungen in Bezug auf die überweisende Institution gibt Abbildung 1 wieder. 23

28 Anzahl der MRT-Untersuchungen A B C Überweisende Institutionen Abbildung 1: Überweisende Institutionen der durchgeführten MRT (n=899) A: Krankenhäuser der Allgemeinversorgung B: Universitätskliniken C: Niedergelassene Pädiater / Neurologen 24

29 703 Untersuchungen (78,2 %) erfolgten im Bereich des Schädels. Davon wurden 26 Untersuchungen nach intravenöser Gabe des Kontrastmittels Gadolinium durchgeführt. 196 (21,8 %) Untersuchungen wurden im Bereich der Wirbelsäule und des Os sacrum vorgenommen, wobei 60 mal intravenös Kontrastmittel verabreicht wurde. Im genannten Zeitraum wurden 706 Patienten untersucht. Bei 598 Patienten erfolgte die Untersuchung einmalig, 108 Patienten wurden mehrfach, zum Teil kraniell und spinal, oder zu verschiedenen Zeitpunkten, einer MRT unterzogen. Der jüngste Patient war vier Tage, der älteste Patient 17,9 Jahre alt. Das Durchschnittsalter betrug 6,1 Jahre. Die Altersverteilung der untersuchten Patienten ist in Abbildung 2 dargestellt. 120 Anzahl der Patienten Alter in Jahren Abbildung 2: Altersverteilung der untersuchten Patienten (n = 706) 25

30 311 (44 %) der Patienten waren weiblichen, 395 (56 %) waren männlichen Geschlechts. 507 (56,4 %) der 899 MRT-Untersuchungen wurden in Narkose durchgeführt. Insgesamt belief sich die Zahl der durchgeführten Allgemeinnarkosen auf 465. Die Altersverteilung der Patienten, die eine Narkose erhielten bewegte sich zwischen 8 Tagen und 17,3 Jahren. Das durchschnittliche Alter der so untersuchten Patienten betrug 3,1 Jahre. Bei 388 (43,2 %) der Untersuchungen wurde auf eine Narkose verzichtet. Der jüngste dieser Patienten hatte ein Alter von vier Tagen, der älteste Patient war 17,9 Jahre alt. Das Durchschnittsalter dieser Patienten betrug 10,0 Jahre. Bei 4 (0,4 %) Untersuchungen fand eine Sedierung des Patienten statt. In einem Fall erfolgte ein vorzeitiger Abbruch der Untersuchung auf Wunsch der Mutter des zu untersuchenden Kindes. Mangelnde Kooperationsbereitschaft eines Patienten war in keinem Falle der Grund für eine Beendigung der MRT- Untersuchung. In einem Fall (0,14 %) konnte bei einsetzenden spastischen Bewegungen, aufgrund von Bewegungsartefakten, keine sichere Diagnose gestellt werden. Die übrigen Untersuchungen erfolgten praktisch problemlos, Komplikationen traten nicht auf, auch nicht bei Patienten, die eine Narkose bzw. eine Sedierung erhielten. Die Altersverteilung der Untersuchungen in Narkose dokumentiert Abbildung 3. In Abbildung 4 ist die Altersverteilung der Patienten dargestellt, die keine Narkose erhielten. 26

31 120 Anzahl der Patienten Alter in Jahren Abbildung 3: Altersverteilung der MRT-Untersuchungen in Narkose (n = 507) Anzahl der Patienten Alter in Jahren Abbildung 4: Altersverteilung der MRT-Untersuchungen ohne Narkose (n = 388) 27

32 Die Indikationen, die zur Anfertigung eines Kernspintomogramms führten, zeigten ein breites Spektrum. Die drei häufigsten Indikationsstellungen stellen sich wie folgt dar. Die häufigste Indikation zur MRT stellte die Kontrolluntersuchung bei bekanntem pathologischen Befund, bzw. bei klinisch gesicherter Diagnose dar. 205 (22,8 %) der MRT-Untersuchungen, wurden zu diesem Zweck durchgeführt. Die zweithäufigste Indikation, mit 170 (18,9 %) Untersuchungen, war die Abklärung einer Entwicklungsretardierung. Die MRT wurde hierbei eingesetzt, um morphologisch faßbare Hirn- oder Rückenmarksveränderungen nicht-invasiv nachzuweisen bzw. auszuschließen. Bei der nächstgrößeren Gruppe handelte es sich um Patienten mit einem Anfallsleiden. Zu deren Klärung wurden 161 (17,9 %) Untersuchungen durchgeführt. Die Indikationen aufgrund derer ein Kernspintomogramm des Gehirns und / oder des Rückenmarks angefertigt wurde, zeigt Tabelle 1 in vollständiger Form. 28

33 Tabelle 1: Indikationen aller MRT-Untersuchungen (n=899) Indikation Anzahl % Kontrolluntersuchung ,9 Entwicklungsretardierung ,9 Anfalls- / Krampfleiden ,9 Suche nach assoziierten Pathologien 62 6,9 Parese, Unklare Hemisymptomatik 50 5,6 V.a. Tumor, Raumforderung 45 5,0 Zephalgie, Schwindel, Schmerzen 44 4,9 Kranieller CT-Befund pathologisch 38 4,2 Abklärung einer Infektion 33 3,7 Trauma 30 3,3 Ataxie, Nystagmus, Tremor 17 1,9 Unklare Halbseitensymptomatik 16 1,8 Indikation unbekannt 9 1,0 Psychiatrische Fragestellung 8 0,9 Ultraschall-Befund pathologisch 6 0,7 Parästhesie / Dysästhesie 4 0,4 TIA-Symptomatik, Verdacht auf Insult 4 0,4 Verdacht auf Hirndruckerhöhung 4 0,4 Meningismus 2 0,2 Pubertas praecox 2 0,2 Verdacht auf Leukodystrophie 2 0,2 Verdacht auf Muskeldystrophie 2 0,2 29

34 3.4 Methoden Einteilung der erhobenen Befunde Die Einteilung der einzelnen Befunde erfolgte nach allgemeinen Kriterien der Pathologie des Zentralnervensystems mit besonderer Berücksichtigung der pädiatrischen Neuropathologie (29, 59, 62, 67). Die Befunde wurden neun Gruppen zugeteilt. Tabelle 2 zeigt die Einteilung der Befunde. Tabelle 2: Einteilung der erhobenen Befunde 1 Mißbildungen des Zentralnervensystems 2 Frühkindlicher Hirnschaden, Störungen der Perinatalperiode 3 Stoffwechselanomalien 4 Vaskuläre Störungen 5 Traumatische Schäden 6 Infektionen 7 Tumoren 8 Phakomatosen 9 Altersentsprechender MRT-Befund 30

35 3.4.2 Einteilung der kraniellen und spinalen Malformationen In Anlehnung an BARKOVICH (5, 11, 15, 16, 19, 21) und VAN DER KNAAP (118) wurde eine Einteilung der Mißbildungen erstellt, die zum einen Embryologie und Morphologie berücksichtigt, zum anderen die klinisch radiologische Sichtweise der Malformationen darstellt. Die verwendete Einteilung zeigt Tabelle 3 und 4 in vollständiger Form. Tabelle 3: Einteilung der kraniellen Malformationen 1 Anomalien des Corpus callosum 2 Intrakranielle Lipome 3 Zephalozelen 4 Anomalien der neuronalen Migration und Organisation 5 Septooptische Dysplasie 6 Arnold Chiari Mißbildungen 7 Dandy Walker Komplex 8 Anomalien mit Hypogenese cerebellärer Strukturen 9 Craniofaziale Anomalien 10 Chromosomale Anomalien 31

36 Tabelle 4: Einteilung der spinalen Malformationen 1 Anomalien der Neurulation und begleitende Veränderungen 2 Anomalien der kaudalen Zellmasse 3 Anomalien in der Entwicklung der Chorda 4 Kongenitale spinale vaskuläre Malformationen Definitionen der kraniellen Malformation Anomalien des Corpus Callosum (Balkenmangel) Bei Anomalien des Corpus callosum handelt es sich um Mißbildungen des Kommissurensystems. Möglich ist zum einen die totale Agenesie des Corpus callosum oder zum anderen die partielle Agenesie. Nicht zu dieser Gruppe gehören Balkendefekte, die im Zusammenhang mit enzephaloklastischen Porenzephalien auftreten und nicht als dysgenetisch zu verstehen sind (39). Radiologische Zeichen des Balkenmangels sind eine Stierhornform der Vorderhörner, eine Dilatation und Verplumpung der Vorderhörner, ein unterschiedlich stark ausgeprägter Hochstand des III. Ventrikels, sowie eine Dilatation der Foramina Monroi mit Verlagerung nach lateral (115). Isolierte Agenesien des Corpus callosum treten nur selten auf (20). In einem Teil der Fälle tritt die Agenesie des Corpus callosum in Verbindung mit einer Malformation aus dem Formenkreis des Dandy Walker Komplex, Dysgenesien oder Hypoplasien der Falx cerebri oder intrakranielle Lipomen auf (20, 79, 115). 32

37 Intrakranielle Lipome Es wird angenommen, daß das intrakranielle Lipom aus einer Fehlentwicklung meningealer Strukturen hervorgeht. Es handelt sich nicht um eine Neoplasie im eigenen Sinne, da es zu keiner Vermehrung der Fettzellen kommt. Die Größenzunahme ist auf eine Hypertrophie zurückzuführen. Da sich Lipome von meningealem Gewebe ableiten sind sie fast immer im Subarachnoidalraum lokalisiert. Im überwiegendem Teil der Fälle liegt das Lipom in der Mittellinie, insbesondere mit Kontakt zum Corpus callosum (40-50 %), III. Ventrikel (20-30 %) und Vierhügelplatte (20-30 %) (5). Seltener sind Lokalisationen im Bereich der Fissura Sylvii oder des Kleinhirnbrückenwinkels, der Cisterna ambiens oder suprasellär (115). In einem Teil der Fälle treten intrakranielle Lipome mit weiteren Malformationen des Zentralnervensystems auf. Am häufigsten werden in diesem Zusammenhang Dysplasien oder Agenesien des Corpus callosum beobachtet (5, 43) Zephalozelen Zephalozelen sind Hemmungsfehlbildungen mit fehlerhafter Gehirnanlage und medianer Schädellücke, durch die sich Hirngewebe nach außen vorwölbt. Aufgrund ihrer Zusammensetzung können 5 Formen der Zephalozelen unterschieden werden. Die Meningozele umschließt einen liquorgefüllten Raum. Der Begriff Enzephalozele beschreibt die Hernierung von Hirngewebe und Hirnhaut. Bei der Meningoenzephalozele ist sowohl Hirngewebe als auch Liquor und meningeales Gewebe durch einen Defekt des Schädelknochens nach außen verlagert. Eine Enzephalozystozele liegt vor, wenn Hirngewebe und ein zystischer Hohlraum vorliegt, der mit dem Ventrikelsystem kommuniziert. Von einer Meningoenzephalozystozele spricht man bei Verlagerung von Ventrikelanteilen, Hirngewebe und liquorhaltigen Räumen (5, 45). Eine mit einem Seitenventrikel kommnunizierende Zephalozele ist selten (3). Häufig bestehen zusätzlich Variationen des venösen Abflusses (98). 33

38 Die Einteilung der Zephalozelen erfolgt auch nach deren Lokalisation. Unterschieden werden die okziptale, anteriore und parietale Zephalozele. Am häufigsten ist die okzipitale Lokalisation, die in einem Teil der Fälle in Verbindung mit einer Arnold Chiari Malformation Typ III oder einer Dandy Walker Malformation auftritt. Seltener treten anteriore Zephalozelen auf, die oft mit Anomalien des Corpus callosum, Sehstörungen oder hypothalamischen Dysfunktionen einhergehen. Parietale Zephalozelen stellen die seltenste Gruppe dar. Dorsale Zysten oder Agenesien des Corpus callosum treten hier gehäuft auf (5) Anomalien der neuronalen Migration und Organisation Anomalien der neuronalen Migration und Organisation werden in verschiedene Gruppen eingeteilt, die abhängig sind vom Zeitpunkt und vom Ausmaß der Schädigung der normalen Hirnentwicklung Schizenzephalie Der Begriff Schizenzephalie beschreibt eine Spaltenbildung im Bereich einer (unilaterale Schizenzephalie) oder beider Großhirnhemisphären (bilaterale Schizenzephalie). Am häufigsten tritt die unilaterale Schizenzephalie auf (121). Der Abstand der Spalten kann unterschiedlich groß sein. Sind die Spalten verschlossen so bezeichnet man dies als closed lip Schizenzephalie. Erscheinen die Spalten voneinander getrennt so handelt es sich um eine open lip Schizenzephalie. Im Bereich der Spaltenbildung findet sich polymikrogyraler Cortex. In Assoziation finden sich häufig subependymale Heterotopien und Agenesien des Septum pellucidum (82). Zwingend notwendig für eine Schizenzephalie ist die Agenesie des Septum pellucidum jedoch nicht (101). Häufig wird die klinische Symptomatik durch motorische Defizite, intelektuelle Retardierung und Epilepsie geprägt (81). 34

39 Lissenzephalie (Agyrie) und Pachygyrie Der Begriff Lissenzephalie (Agyrie) beschreibt eine vollständig fehlende Gyrierung. Bei der Pachygyrie erscheinen die Gyrierung reduziert mit einer verplumpten, breiten Hirnrinde. Unterteilen läßt sich die Lissenzephalie nach DOBYNS in zwei Typen. Bei der Lissenzephalie Typ I treten agyrische und pachygyrische Bereiche nebeneinander auf. (48). Bei der Lissenzepahlie Typ II erscheint der Cortex verdickt, die Sulci sind flach. Das Erscheinungsbild ähnelt einer Mischform aus Lissenzephalie Typ I und einer diffusen Polymicrogyrie (5). Häufig können chromosomale Defekte nachgewiesen werden. Klinisch kommt es meist zur frühzeitigen Manifestation von epileptischen Krampfanfällen (82) Polymikrogyrie (Corticale Dysplasie) Bei der Polymikrogyrie handelt es sich um die Ausformung von schmalen Gyri mit einer Zunahme der Hirnwindungen. Der Bereich der Fissura Sylvii ist vornehmlich betroffen (69). Typisch ist eine verstärkte venöse Drainage in unmitellbarer Nähe zur Läsion (6, 18). Unterschieden werden können fokale und diffuse Polymikrogyrien. Die Polymikrogyrie findet sich häufig in Assoziation mit weiteren Malformationen, wie der unilateralen Megalenzephalie, der Heterotopie und der Schizenzephalie (115, 116) Heterotopie Unter Heterotopie wird die Lokalisation von grauer Substanz innerhalb des Marklagers verstanden. Die Heterotopie kann sowohl knotenförmig in Form einer nodulären Heterotopie als auch bandförmig auftreten. Häufiger ist die noduläre Heterotopie bei der die Herde von grauer Substanz sich subependymal entlang der Seitenventrikel erstrecken können. Symmetrische Formen, 35

40 die in beiden Hemisphären lokalisiert sind, sind von asymmetrischen Formen zu unterscheiden. Die bandförmige Heterotopie ist durch ein kontinuierliches Band aus grauer Substanz gekennzeichnet, welches sich typischerweise symmetrisch subkortikal erstreckt. Heterotopien treten häufig in Assoziation mit Agyrie, Pachygyrie, unilateraler Megalenzephalie, Schizenzephalie und Polymikrogyrie auf (9, 111). Anomalien des Corpus callosum, Aquäduktstenosen, sowie Agenesien des Zerebellums können ebenso auftreten (5, 7, 34, 111). Je nach Ausmaß und Lokalisation der Heterotopien finden sich klinisch Paresen, Spastik und Hyperreflexie unterschiedlicher Ausprägung (50, 69, 81). Asymptomatische Verläufe sind möglich, jedoch selten (102). Möglich ist auch eine Spätmanifestation von Symptomen im Erwachsenenalter (39) Unilaterale Megalenzephalie Der Begriff unilaterale Megalenzephalie beschreibt eine hamartomähnliche, unilaterale, vollständige oder partielle Vergrößerung einer Großhirnhemisphäre. Begleitend treten auf der betroffenen Seite Störungen der neuronalen Migration in Form von Pachygyrien, Polymikrogyrien und Heterotopien auf. Betroffene Patienten zeigen eine asymmetrische Kopfform, sowie vergrößerte Seitenventrikel der entsprechenden Seite (10, 11) Holoprosenzephalie Bei der Holoprosenzephalie handelt es sich um eine Entwicklungsstörung des Prosenzephalons mit Ausbleiben der normalen Differenzierung und Spaltung, die zur Ausbildung der Großhirnhemisphären führt. Unterteilen läßt sich die Holoprosenzephalie in drei Gruppen, die alobäre Holoprosenzephalie, die semilobäre Holoprosenzephalie, sowie die lobäre Holoprosenzephalie. 36